Durch die Zusammenlegung von KPI-Anzeige und Andon-Board, einer visuellen Kontrolleinrichtung zur Anzeige des Produk- tionsstatus‘ in einer einzigen Einheit, lässt sich die Effektivität dieser Systeme steigern. Der amerikanische Hersteller Red Lion Controls geht noch einige Schritte weiter und integriert eine Fernwirk- und Bedienebene, ein Datenmanagement-System für die Langzeitüberwachung und Auswertung der Produktionsdaten, ein Alarmierungssystem sowie ein Kommunikationsgateway und eine I/O-Ebene in einem Gerät. Herausgekommen ist PTV, die ProductTVity Station.

Kommunikativ ohne Gateways

Die PTV wird über beliebige Kommunika- tionswege (seriell, Ethernet, I/O) einfach in das bestehende Umfeld eingebunden. Sie bringt dazu sämtliche notwendigen Schnittstellen und Treiber mit. Über 200 Protokolle für SPSen, Antriebe, Feldbussysteme oder Barcodeleser sind vorhanden, darüber hinaus lassen sich eigene Protokolle implementieren. Ältere Anlagenteile, die über keine Schnittstellen verfügen, können über optionale Ein- und Ausgänge angekoppelt werden. Hierbei spielt es keine Rolle, ob es sich um digitale oder analoge Signale (Strom, Spannung, Widerstand, Thermoelemente) handelt. Die PTV kann insgesamt 15 verschiedene Protokolle (5 x seriell plus 10 x Ethernet) sowie bis zu 224 I/Os in einem Gerät kombinieren. Eine Gateway-Funktion bindet die angeschlossenen Geräte nebenbei in das Netzwerk ein und ermöglicht einen Datenaustausch sowohl untereinander als auch mit einem Leitsystem; beispielsweise über OPC.

Sämtliche Daten der Produktionslinie stehen an einem einzigen Punkt zur Verfügung. Durch das Anlegen von Tags für relevante Datenpunkte schafft PTV eine übersichtliche, gemeinsame Datenbank für den gesamten Prozess. Sie schafft damit die Voraussetzung für eine einfache und umfassende Weiterverarbeitung und Anzeige aller relevanten Daten.

Daten zur Prozess- optimierung

Die angelegten Datenpunkte können von der PTV dank einer integrierten Logik und Arithmetik für statistische oder andere Berechnungen genutzt werden. So lassen sich zum Beispiel nicht nur die aktuell produzierte Stückzahl anzeigen, sondern diese mit der anderer Linien oder mit einer Zielvorgabe vergleichen. Bei größeren Abweichungen einzelner Linien kann eine Analyse vorgenommen und die weniger effektiven Linien lassen sich optimieren. Dabei hilft der integrierte Datenlogger, der zusätzlich eine Langzeitanalyse der Produktionsdaten erlaubt. Die Daten werden hierbei in IT-lesbaren CSV-Dateien abgelegt und beliebig nach verschiedenen Datenpunkten, Chargen oder Schichten gruppiert. Eine automatisierte Weitergabe an übergeordnete IT-Lösungen ist über Synchronisierungswerkzeuge (SQL oder FTP) möglich.

Großbild-TVs, Monitore oder Projektoren

Die Visualisierung der Daten erfolgt mit Hilfe eines komfortablen HMI-Editors, wie man es von der Programmierung eines Bediengerätes her gewohnt ist. Fertige Bausteine und Grafiken werden mit den Daten der Automatisierungssysteme kombiniert und auf vielfältige Weise dargestellt. Der Unterschied zu einem Bediengerät ist, dass wir es mit einer HD-Auflösung zu tun haben, und dass auf der Großanzeige keine Eingabeelemente vorhanden sind.

Die Umschaltung zwischen verschiedenen Bildern erfolgt entweder automatisiert (zyklisch, oder auf bestimmte Ereignisse wie Störung, Produkt- oder Schichtwechsel, etc.) oder durch die Bedienung eines Supervisors hin, welcher sich über ein browserfähiges Gerät (Smartphone oder PC im Büro) mit dem Webserver der PTV verbindet und dort das gleiche Bild sieht, zusätzlich aber Bedientasten vorfindet.

Fernzugriff und -wartung

Über den Webserver hat der Supervisor – je nach Zugangsrechten – nicht nur die gleiche Ansicht wie die Mitarbeiter an der Linie, er hat auch die Möglichkeit, die angezeigten Bilder zu wechseln, Meldungen einzublenden, er hat Zugriff auf die gespeicherten Logdateien, sämtliche Datenpunkte, er kann Sollwerte verändern und hat sogar Zugriff auf die Schnittstellen der an die PTV angeschlossenen Automatisierungsgeräte. Er nutzt dabei die eingebaute Routerfunktionalität der PTV und geht darüber hinaus mit den Steuerungen online, um Fehler zu beheben. Die Sicherheit geht hierbei natürlich vor: Authentifizierung, IP-Beschränkung, Benutzerrechte und das Aufzeichnen von Benutzeraktivitäten gehören zu den selbstverständlichen Sicherheitsfeatures.

Fehler an der Linie werden aber nicht nur unmittelbar auf dem Großbildschirm und auf eventuell vorhandenen weiteren Displays und Teilnehmern zur Anzeige gebracht, die PTV ist auch in der Lage, beim Auftreten eines spezifischen Ereignisses eine SMS oder Email zu versenden; wenn nötig auch automatisch mit dem Logfile der aktuellen Charge als Anhang. Diese Funktion ist nicht nur zur Alarmierung sinnvoll, sondern kann auch für die voreilende Wartung und für die Überwachung von Verbrauchsmitteln eingesetzt werden. Liegt beipsielsweise die Durchschnittstemperatur eines Antriebs dauerhaft über einem kritischen Wert, geht eine Email an das Wartungsteam. Neigt sich der Füllstand des Rohmaterials dem Ende zu, schickt die PTV eine Email an die Einkaufsabteilung, mit Angabe der benötigten Menge und des spätesten Liefertermins, bevor die Linie stoppt.

Einfach zu implementieren

Was die PTV-Station erst richtig interessant macht, ist die dazugehörige Software Crimson 3.0. Sämtliche Funktionen werden mit dieser einen Software programmiert. Die wesentlichen Bestandteile (Kommunikation, Visualisierung, Webserver, Datenlogger) sind mit nur wenigen Mausklicks konfiguriert, sodass innerhalb kürzester Zeit erste Ergebnisse vorliegen, und diese dann Schritt für Schritt optimiert werden können.

Bei der Entwicklung der kostenlosen Software wurde besonderes Augenmerk darauf gelegt, komplexe Dinge möglichst einfach zu gestalten. Die zahlreichen Schnittstellen und Treiber erlauben darüber hinaus eine risikolose und einfache Implementierung und es ist keinerlei Eingriff in das bestehende Steuerungsumfeld notwendig. Die PTV wird einfach auf die bestehende Anlage aufgesetzt und greift auf die notwendigen Daten zu. Der Ausbau der Applikation durch das Aufschalten weiterer Datenpunkte oder Teilnehmer, durch das Ausweiten der Visualisierung oder durch die Implementierung von Analyse und Alarmierungsfunktionen kann Schritt für Schritt und ohne weitere Anschaffungskosten durch zusätzliche Hard- und Softwarepakete erfolgen. Die PTV ist eine Plug-and-Play-Lösung, die sich von einer kleinen Produktionszelle bis zu einer Produktionslinie skalieren lässt.

DER AUTOR Andreas Berz ist Leiter Vertrieb Deutschland bei der Red Lion Controls B.V. in Sprockhövel ( www.redlion.net )